Nghiên cứu thí nghiệm mô đun đàn hồi đề xuất (có hiệu chỉnh so với TCVN 9843:2013) cho kết quả phù hợp với các mô hình ước lượng mô đun đàn hồi của cấp phối đá dăm gia cố xi măng đối chứng. Kết quả thí nghiệm cho thấy có sự suy giảm cường độ chịu nén, ép chẻ và mô đun đàn hồi của cấp phối đá dăm-cao su gia cố xi măng. Mời các bạn tham khảo!
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 2021, 15 (7V): 68–78 ẢNH HƯỞNG CỦA CỐT LIỆU CAO SU ĐẾN TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CẤP PHỐI ĐÁ DĂM-CAO SU GIA CỐ XI MĂNG Phạm Ngọc Phươnga,∗, Lê Minh Trunga , Huỳnh Huy Hoànga , Trần Thị Thu Thảoa , Nguyễn Thanh Cườnga , Lê Đức Châua a Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, 54 đường Nguyễn Lương Bằng, phường Liên Chiểu, Đà Nẵng, Việt Nam Nhận ngày 13/9/2021, Sửa xong 11/10/2021, Chấp nhận đăng 28/10/2021 Tóm tắt Vật liệu xi măng có sử dụng cốt liệu cao su nghiền từ lốp xe phế thải chứng minh có khả ứng dụng xây dựng đường Bài báo trình bày thí nghiệm xác định tính chất lý cấp phối đá dăm-cao su (Dmax = 25) gia cố xi măng (4%) cốt liệu cao su sử dụng để thay 0%, 10%, 25% 50% lượng cốt liệu có thành phần hạt từ 0,425 mm đến 9,5 mm Mơ hình thí nghiệm mơ đun đàn hồi đề xuất (có hiệu chỉnh so với TCVN 9843:2013) cho kết phù hợp với mơ hình ước lượng mơ đun đàn hồi cấp phối đá dăm gia cố xi măng đối chứng Kết thí nghiệm cho thấy có suy giảm cường độ chịu nén, ép chẻ mô đun đàn hồi cấp phối đá dăm-cao su gia cố xi măng Do đó, để đảm bảo yêu cầu cường độ khả đầm nén, kiến nghị không nên thay 25% cốt liệu cao su cấp phối đá dăm gia cố xi măng nói Tuy nhiên, khả hạn chế co ngót cấp phối đá dăm-cao su gia cố xi măng cải thiện, góp phần tăng độ bền khả kháng nứt co ngót cấp phối đá dăm gia cố xi măng Từ khoá: vật liệu xi măng cao su; cấp phối đá dăm; cấp phối đá dăm-cao su gia cố xi măng; mơ đun đàn hồi; co ngót; nứt co ngót EFFECT OF RUBBER AGGREGATES ON ENGINEERING PROPERTIES OF RUBBERIZED CEMENTTREATED BASE MATERIALS Abstract Rubberized cement-based composites exhibited potential pavement materials for pavement constructions This paper presents experiments to determine engineering properties of cement-treated base aggregates (type Dmax25, 4% in cement content), in which rubber aggregates were used to replace 0%, 10%, 25% and 50% of granular composition from 0.425 mm to 9.5 mm The modulus of elasticity test with few adjustments compared to TCVN 9843: 2013 gives a consistent results with the ones from the models for elastic modulus estimation of the control cement-treated aggregates The experimental results showed a decrease in compressive and splitting tensile strengths, and modulus of elasticity when rubber aggregates were used Therefore, as for required strengths and compaction capacity, it is recommended that rubber aggregates content should be not exceeded 25% in the cement-treated base materials However, low dry shrinkage of rubberized cement-treated base aggregates was observed, contributing to improved durability and shrinkage cracking resistance of cement-stabilized bases Keywords: rubberized cement-based materials; graded aggregates; rubberized cement-treated base aggregates; modulus of elasticity; dry shrinkage; shrinkage cracking https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2021-15(7V)-07 © 2021 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN) ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: pnphuong@dut.udn.vn (Phương, P N.) 68 Phương, P N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Đặt vấn đề Lớp móng cấp phối đá dăm (CPĐD) gia cố xi măng phù hợp với đường có lưu lượng tải trọng xe lớn kết cấu áo đường làm việc điều kiện chế độ thủy nhiệt bất lợi Tuy nhiên, khả kháng nứt hạn chế vật liệu CPĐD gia cố xi măng, lớp móng thường xuất nứt co ngót sau thi cơng Sau đó, vết nứt phát triển lan dần lên lớp mặt phía trên, gây tượng nứt phản ảnh mặt đường [1] Vấn đề xảy móng đường cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi số đường cải tạo khu vực nội thành Đà Nẵng Việc thay phần cốt liệu vật liệu xi măng cốt liệu cao su nghiền từ lốp xe phế thải cho tăng khả kháng nứt cho vật liệu xi măng [1, 2] Cốt liệu cao su nghiền từ lốp xe cũ nghiên cứu sử dụng làm lớp móng đường đá dăm gia cố xi măng [3–6] đất gia cố xi măng [7] Đối với đá dăm gia cố xi măng, việc sử dụng cốt liệu cao su phế thải có tính đàn hồi cao nhận định tăng cường khả chống nứt co ngót [6, 8, 9] hạn chế tượng nứt phản ảnh từ lớp móng gia cố xi măng lên tầng mặt kết cấu áo đường Tuy nhiên, có nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng cốt liệu cao su đến tính chất lý CPĐD gia cố xi măng [4] Farhan cs [4, 5] rằng, việc sử dụng cốt liệu cao su CPĐD gia cố xi măng hiệu so với việc sử dụng cốt liệu vật liệu bê tông nhựa chiều dày lớp vật liệu có nhựa thường nhỏ chi chí xây dựng lớp mặt đường nhựa thường cao nhiều so với lớp móng gia cố xi măng Hơn nữa, sử dụng cốt liệu cao su bê tông nhựa dẫn đến nhiễm mơi trường cao su nóng chảy đun nóng hỗn hợp nhiệt độ cao sản xuất bê tông nhựa Các tính chất lý CPĐD gia cố xi măng đối sánh (không sử dụng cốt liệu cao su) hỗn hợp vật liệu tương tự khác thành phần hạt mm thay cốt liệu cao su với kích thước với hàm lượng khác theo thể tích 15%, 30% 45% Farhan cs [4, 5] khảo sát Các hỗn hợp gia cố thí nghiệm có hàm lượng xi măng nước cố định 5% 4,6% Kết thí nghiệm cho thấy suy giảm cường độ chịu uốn cường độ chịu kéo trực tiếp CPĐD gia cố xi măng có sử dụng cao su [4, 5] Tuy nhiên, khả chịu biến dạng vật liệu đá dăm-cao su gia cố xi măng cao nhiều so với cấp phối đối sánh Do ảnh hưởng hàm lượng cao su đến khả đầm nén, Farhan cs [4] kiến nghị không nên sử dụng nhiều cốt liệu cao su để đảm bảo cường độ CPĐD-cao su gia cố xi măng Nghiên cứu tập trung khảo sát thực nghiệm tính chất lý vật liệu CPĐD-cao su gia cố xi măng, đánh giá kiểm tra phù hợp vật liệu làm lớp móng kết cấu mặt đường Đặc biệt bước đầu khảo sát tính co ngót khơ loại vật liệu so sánh với cấp phối không sử dụng cao su Đây tiền đề cho nghiên cứu xa độ bền, khả kháng nứt vật liệu CPĐD-cao su gia cố xi măng tương lai Đề tài góp phần thúc đẩy sử dụng cốt liệu cao su xây dựng đường, góp phần giảm thiểu tác động môi trường lốp xe cao su phế thải gây Vật liệu phương pháp thí nghiệm 2.1 Vật liệu CPĐD loại Dmax = 25 mm lấy tại mỏ Phú Mỹ Hịa, Đà Nẵng, có thành phần hạt thể Hình 1, có khối lượng riêng γđ = 2,7 g/cm3 tính chất khác đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cốt liệu sử dụng cho CPĐD gia cố xi măng theo TCVN 8858:2011 [10] Xi măng PCB40 Sơng Gianh sử dụng có cường độ chịu nén 28 ngày ≥ 44 MPa, thời gian bắt đầu ninh kết ≥ 100 phút, thời gian kết thúc ninh kết ≤ 360 phút, khối lượng riêng 3,02 g/cm3 , lượng nước tiêu chuẩn 31% phù hợp với quy định TCVN 6260:2009 [11] Cốt liệu cao cao su nghiền từ lốp xe phế thải, công 69 yêu cầu kỹ thuật cốt liệu sử dụng cho CPĐD gia cố xi măng theo TCVN 8858:2011 [10] Xi măng PCB40 Sơng Gianh sử dụng có cường độ chịu nén 28 ngày 89 ³ 44 MPa, thời gian bắt đầu ninh kết ³100 phút, thời gian kết thúc ninh kết £360 phút, 90 khối lượng riêng 3,02 g/cm3, lượng nước tiêu chuẩn 31% phù hợp với quy định 91 TCVN 6260:2009 [11] Cốt liệu cao cao su nghiền từ lốp xe phế thải, công ty 92 Long Long Ruber Recycling cung cấp, có kích cỡ hạt 3-6 mm (Hình 1), có khối lượng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 93 riêng g"# =1,2g/cm3 độ hút nước không đáng kể [12–14] 87 88 ty Long Long Ruber Recycling cung cấp, có kích cỡ hạt 3-6 mm (Hình 1), có khối lượng riêng γcs = 1,2 g/cm3 độ hút nước không đáng kể [12–14] 2.2 Thiết kế CPĐD-cao su gia cố xi măng 100 80 Lọt sàng (%) Phương, P N., cs / 60 Cận CPĐD Cận Cốt liệu cao su 40 Hàm lượng xi măng CPĐD gia cố xi 20 măng khoảng từ 4-6% (theo khối lượng cốt liệu khô) Trong nghiên cứu này, sử dụng 4% xi măng 0,01 0,1 10 100 Cỡ sàng (mm) để gia cố CPĐD Các CPĐD gia cố xi măng 94 cốt liệu từ cỡ sàng từ 0,425 mm đến 9,595mmHình Thành phần hạt CPĐD cốt liệu cao su Hình Thành phần hạt CPĐD cốt liệu thay cốt liệu cao su theo phần 96 trăm 2.2 Thiết kế CPĐD-cao su gia cốcao xi măng: su thể tích (0%, 10%, 25% 50%) Trình tự 97tính Hàm lượng xi măng CPĐD gia cố xi măng khoảng từ 4-6% (theo khối lượng liệu khô) Trong nghiên cứu này, sử dụng 4% xi măng để gia cố CPĐD Các CPĐD khối lượng thành phần CPĐD gia cố xi măng98nhưcốtsau: 99 gia cố xi măng cốt liệu từ cỡ sàng từ 0,425 mm đến 9,5 mm thay - Tính khối lượng cốt liệu cao su (mcs ): 100 cốt liệu cao su theo phần trăm thể tích (0%, 10%, 25% 50%) Trình tự tính khối lượng thành phần CPĐD gia cố xi măng sau: vcs 101 mcs γd = = pcs vd γcs md (1) γcs mcs = pcs md γd (2) pcs phần trăm cao su thay theo thể tích (0%, 10%, 25% 50%); vcs , mcs , γcs thể tích, khối lượng dung trọng cao su; vd , md , γd thể tích, khối lượng dung trọng đá nằm phạm vi sàng 0,425-9,5 mm CPĐD ban đầu (chưa có cốt liệu cao su) - Tính khối lượng đá (m) phạm vi sàng 0,425-9,5 mm CPĐD-cao su gia cố xi măng: m = (1 − pcs ) md (3) Từ đó, thiết kế loại CPĐD gia cố xi măng để khảo sát Bảng Bảng Thành phần loại cấp phối khảo sát (kg/m3 ) Tên CP pcs (%) Xi măng (%) mcs m (0,425-9,5 mm) m (cỡ sàng khác) 0CS 10CS 25CS 50CS 10 25 50 4 4 36,8 92,1 184,1 828,6 745,7 621,4 414,3 1012,7 1012,7 1012,7 1012,7 Ghi chú: 0, 10, 25, 50: Phần trăm (%) cốt liệu phạm vi cỡ sàng từ 0,425 đến 9,5 mm thay cốt liệu cao su (CS) 2.3 Các phương pháp thí nghiệm a Thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn Thực theo tiêu chuẩn 22TCN 333:2006: Quy trình đầm nén đất, đá dăm phịng thí nghiệm, sử dụng phương pháp đầm nén cải tiến – Phương pháp II-D [15] Sau đầm nén tiêu chuẩn, tiến hành hiệu chỉnh để tìm dung trọng khơ lớn độ ẩm tốt phịng thí nghiệm 70 Phương, P N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng b Chế bị mẫu cho thí nghiệm Các tiêu lý cường độ chịu nén, cường độ ép chẻ, mơ đun đàn hồi tính chất co ngót mẫu khảo sát.Cơng Mẫu sửXây dụng mẫu2018 trụ có kích thước e-ISSN 15 cm2734-9489 × 17,25 cm cho thí chíTạp Khoa học nghệ dựng, 2615-9058; chí Khoa học Cơng nghệ Xây NUCE dựng, 2018 p-ISSN p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Tạp chíTạp Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2018 NUCEp-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 nghiệm nén mô đun đàn hồi (tỉ lệ chiều cao/đường kính mẫu: 1,15), mẫu 15 cm × 10 cm cho thí bị Mẫu thí nghiệm nén, épvàchẻ mơđàn đàn sẽhồi cắt cắt từ mẫu trụ 126 Mẫu thícm nghiệm ép chẻ vàđun mơ đun đàn trụ từ mẫukhn trụ hình trụ có 126 126 bị.épMẫu nghiệm nén, ép đun hồi sẽhồi cắt rakhơ từ nghiệm chẻthívàbị mẫu 15 ×chẻ 30nén, cmmơ cho thí nghiệm co ngót Domẫu sẽcác dùng 127 127 bị vàmẫu đúc mẫu thíđể nghiệm: Sau tính cân khối cácsẽ loại kích 15 cmChuẩn × 30Chuẩn cm để bị.để Mẫu thí nghiệm nén, épvàtốn chẻ mô đun đànloại hồi bị chế đúc mẫu thí nghiệm: Sau tính tốn cân lượng khối lượng loạicắt từ 127 thước Chuẩn bị đúc để thí nghiệm: Sau tính tốn cânvà khối lượng 128 cốt liệu theo thiết kế trên, tiến hành cho vật liệu vào máy trộn 50 lít để trộn 128 theocốt liệukếtheo thiếttiến kế ởhành trên,cho tiếnvật hành liệu vào50máy trộn 50cho lít để 128 mẫu cốttrụ liệu thiết trên, liệucho vàovật máy trộn lít để trộn đếntrộn 129 khivà hổn hợp đồng bị khn hình trụ kích 15cm x lượng 30cm bôiloại 129 hổn hợpđể đồng Chuẩn bị khn hình trụ thước kích thước 15cm x 30cm vàdầu bơi bị đúc mẫu thí Chuẩn nghiệm: Sau tính tốn cân cốtdầu liệu theo 129 Chuẩn hổn hợp đồng Chuẩn bị khn hình trụ kích thước 15cm x khối 30cm bơi dầu 130 khn Từ dung trọng tốt nhất, tính khối lượng cầncho thiết cho lớp ởđều 130 khuôn Từ dung trọng tốtđược nhất, tính khối lượng cần thiết cho lớp ởđồng đầm Chuẩn thiết trên, hành cho liệutính vào máykhối trộnlượng 50 lít đểthiết trộn hỗn hợp 130 kế khuôn Từtiến dung trọng tốtvật nhất, cần lớp đầm ởđầm 131 mẫutrụ (0%, 10%, 25% 50%) Sau khối vậtcho liệu cho lớp khuôn 131 mẫu (0%, 10%, 25% 30 50%) cho khối lượng vật liệu cho lớp vàotính khn 131 mẫuhình (0%, 10%, 25% 50%) Sau cho khối lượng vật liệu lớp vào khn bị khn kích thước 15và cm × cmđóSau vàcho bôi dầulượng khuôn Từ dung trọng tốtvào nhất, khối 132 tiến hành đầm nén sử dụng chày đầm A6 (mỗi lớp đầm 56 chày) Xong lớp đầm, 132hành vàđầm tiến hành sửđầm dụng chày đầm (mỗi 56 Sau chày) Xong lớp đầm, vật liệu 132 cần tiến nén sử đầm dụngnén chày A6 (mỗi lớpA6 đầm 56 lớp chày) Xong mỗiđó lớp đầm, lượng thiết cho lớp đầm mẫu (0%, 10%, 25% đầm 50%) cho khối lượng 133 lưu ýnhẹ xới đảm độbảo dính kết ởlớp tiếp tục cho khối mẫu lưu xớibề nhẹ bềđểmặt để đảm độ dính kết ởlớp cácvàđầm lớp vàA6 tiếp tục cho khối mẫu Xong 133 lưulớp ý133 xới bềýnhẹ mặt đểmặt đảm bảo độbảo dính kết ởsử tiếp tục cho khối lượng mẫu cho vào khuôn tiến hành đầm nén dụng chày (mỗi lớplượng đầmlượng 56 chày) 134 để đầm lớp hoàn thành chế bị mẫu (15cm x 30cm) 134 để đầm lớp hoàn thành chế bị mẫu (15cm x 30cm) 134 lớp đểđầm, đầm tiếpnhẹ theobề chomặt đếnđể khiđảm hoànbảo thành bị mẫu x 30cm) lưulớp ý xới độchế dính kết ở(15cm lớp tiếp tục cho khối lượng mẫu để đầm lớp hoàn thành chế bị mẫu (15 cm x 30ngâm cm) Bảo dưỡng mẫu:được Mẫu bảo ẩm ngày tiếpvà theo ngày Bảo mẫu:bảo Mẫudưỡng đượcdưỡng bảo7dưỡng ẩmtiếp ngày ngâm nước ngày 135 135 135 Bảo dưỡng mẫu:dưỡng Mẫu ẩm ngày theo ngâm nước 7nước ngày dưỡng Mẫu bảo dưỡng ẩm 7đóngày ngâm nước co ngày 136 Riêng mẫu co ngót bảo ẩm 24h, sau đóvà tháo tiếnvàđo hành ngót 136 Riêng mẫu co ngót chỉdưỡng bảo24h, dưỡng ẩm 24h, sau đókhn tháo khn tiến hành đo coRiêng ngót mẫu co 136 Bảo Riêng mẫumẫu: co ngót bảo dưỡng ẩm sau tháo khn tiến hành co đo ngót ngót bảo dưỡng ẩm 24h, sau tháo khn tiến hành đo co ngót vàCắt hồn mẫu: Mẫu dưỡng hộ 14đủ ngày tuổi sẽtuổi cắt cóđể kích thiện hồn mẫu: Mẫu dưỡng hộ 14sẽngày sẽđểđược cắt có kích 137 137 137 Cắt vàCắt hoàn thiện mẫu: thiện Mẫu dưỡng hộ đủ 14đủ ngày tuổi cắt có để kích Cắt hồn thiện mẫu: Mẫu dưỡng hộ đủ 14 ngày tuổi cắt để có kích thước phù hợp thước phù(15cm hợp x 17,25cm) thícho nghiệm cường độnén chịu môđàn đùn đàn 138 thước phù(15cm (15cm xcho 17,25cm) thí nghiệm cường độ chịu nén mơ đùnhồi đàn hồi 138 138 thước phù hợp xhợp 17,25cm) thícho nghiệm cường độ chịu vànén môvà đùn hồi (15 cm × 17,25 cm)lạicho thí nghiệmxcường độ chịu nén mơ độ đùn đàn hồi Phần lại cắt mẫu Phần cịn cắtlại mẫu 10cm) để thí nghiệm cường chẻ Đối với mẫu Phần cịn cắt(15cm mẫu (15cm 10cm) để thí nghiệm độ ép chẻ Đối với có mẫu có 139 139 Phần139 cịn lại cắt mẫu (15cm x 10cm) đểxthí nghiệm cường độ épcường chẻ.épĐối với mẫu có (15 cm × 10 cm) để thí nghiệm cường độ ép chẻ Đối với mẫu có cao su cần cắt với tốc độ chậm 140 cao su cần cắt với tốc độ chậm cốt liệu cao su có tính đàn hồi tạo ma sát lớn 140thì cần caocắt su với cần cắt chậm với tốc cốt caođàn su có đànma hồisát vàlớn tạo ma sát lớn 140 cao su tốc độ dođộ cốtchậm liệu cao su liệu có tính hồitính tạo cốt dẫn liệuđến cao sudẫn có tính đàn hồi tạo ma sátnghiệm lớn dẫn đến khónén cắt Đối với mẫu thícần nghiệm cường dẫnkhó đến khó cắt Đối với mẫu thí nghiệm cường độ mơ đun đàn hồi cần 141 đến khó cắt Đối với mẫu thí cường độvàđun mơ đun đàn hồiđược 141 141 cắt Đối với mẫu thí nghiệm cường độ nén vànén mô đàn hồi cần độ nén mô đun đàn hồi cần capping bề mặt cắt để đảm bảo lực nén phân bố đồng capping bềđược mặtbềđược cắt đểcắt đảm bảo lực nén phân bố đồng đềutoàn toàn mặt 142 142 capping bề capping mặt cắt đảm bảo nén phân đồng mặtbộ cắt 142 mặtđểđược đểlực đảm bảo lựcbố nén phân bốtrên đồng đềubộ toàn bộcắt mặt cắt tồn mặt cắt ngang mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén mô đun đàn hồi ngang củakhi mẫu thíkhi nghiệm cường độnén chịu mơđàn đàn 143 143 ngang mẫu thíkhi nghiệm cường độ chịu vànén mơvà đun hồi 143 ngang mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén vàđun mơ đunhồi đàn hồi c.144Thí144 cường độ chịu nén vàđộ cường độ ép chẻ c.nghiệm Thí cường độnén chịu nén vànén cường độ chẻép chẻ c.nghiệm Thí cường độ chịu cường độvà épcường chẻép độ 144 c.nghiệm Thí nghiệm cường chịu xácnghiệm định cường độcường nénnén (độ f(f mẫu trụ có kích thước trụ cm cm c )nén 145nghiệm Thí xáccường định mẫu có kích thước trụ 15 15cm x × 17,25 c)các 145 Thí Thí nghiệm xácnghiệm định độ trụ có trụ kích thước trụ x trụ 145 Thí xác định cường độ(fnén (fmẫu mẫu trụ có kích15cm thước 15cm x c) c)các theo ASTM D1633-17 [2] ASTM (Hình 2(a)) cường độ ép chẻ ( ép f(f t )độ 146 17,25cm vàhiện thực theo D1633-17 [2]và(Hình 2a) và2a) cường độ t) thực 146thực 17,25cm và17,25cm thực D1633-17 [2] (Hình 2a) cường độvàép chẻ )thực thực 146 vàtheo thựcASTM hiệnASTM theo D1633-17 [2]và(Hình cường ép(fchẻ (ft)theo thực ASTM tchẻ C496/C496M-17 [16] (Hình 2(b)) Máy nén sử dụng có khả nén lớn 50 Tốc độ gia tải ASTM theo C496/C496M-17 [16] (Hình 2b) nén Máy sửnén dụng cónăng khảcónén nén nén 147 147 147 theo C496/C496M-17 [16] (Hình 2b) dụng có khảdụng hiệnASTM theo ASTM C496/C496M-17 [16] Máy (Hình 2b).sửnén Máy sử khả vànhất ép mẫu làtảigia 1khi mm/phút vàvà 0,7 MPa/phút Mẫu nén cho khi0,7phá hoại 148 lớnchẻ 50 Tốc tảinén khitải épmẫu chẻéplần mẫu lần làlượt 1mm/phút 0,7và 148 nén lớn 50 Tốc giađộ vànén ép chẻ lượt làlượt 1mm/phút 0,7vàđến 148 lớn 50độ Tốc độ gia nén chẻ mẫu lần 1mm/phút hoàn tồn Mỗi cấp phối tiến hành thí nghiệm mẫu lấy giá trị cường độ trung bình 149 MPa/phút Mẫu nén phá hoại hoàn tồn Mỗi cấp phối tiến hành thí 149 MPa/phút nén đếnnén khicho pháđến hoạikhi hoàn phối tiến 149 Mẫu MPa/phút Mẫucho phátoàn hoại Mỗi hoàncấp toàn Mỗi cấphành phốithítiến hành thí nghiệm mẫu giá trịgiá cường độ trung bình bình 150 150 nghiệm trênnghiệm 3trên mẫu3và lấy giálấy trịvà cường độtrịtrung bình 150 3và mẫu lấy cường độ trung 151 151 (a)nén Nén (a) nén(a) nén 151 (a) (b) Ép(b) chẻép chẻ (b) ép(b) chẻép chẻ (c) Mô đun đàn (c) mô(c) đun đàn hồi mô đàn (c)đun mơ đunhồi đànhồi hồi 152 152 Hình152 Thí2 nghiệm cường độ chịu độ épcường chẻépvàđộ mô đun hồi Hình Thí2.nghiệm cường độnén, chịu nén, độ chẻ mơđàn đàn Hình Thí nghiệm cường độcường chịucường nén, épvà chẻ vàđun mơ đunhồi đàn hồi Hình Thí nghiệm cường độ chịu nén, cường độ ép chẻ mô đun đàn hồi 153 153 d Thí mơ nghiệm đun hồi d.nghiệm Thíd.nghiệm mơđàn đun đàn 153 Thí mơ đunhồi đàn hồi 5 71 Phương, P N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng d Thí nghiệm mơ đun đàn hồi Thí nghiệm mơ đun đàn hồi thực có điều chỉnh nhỏ so với hướng dẫn TCVN 9843:2013 [17] phương pháp thực Hằng cs vật liệu xỉ thép-cát mịn gia cố xi măng làm lớp móng đường tơ [18] Thí nghiệm thực mẫu có kích thước tương tự mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén Đầu tiên, đặt mẫu vào dụng cụ đo mô đun đàn hồi, cân chỉnh mẫu lắp đặt đồng hồ vào vị trí gá dán đối xứng mặt bên mẫu Cách thực khác với TCVN 9843:2013 [17] tiêu chuẩn hướng dẫn đặt đồng hồ đo chuyển vị đệm truyền tải Đưa mẫu lên máy điều chỉnh máy cho mẫu tiếp xúc với đệm truyền tải trọng (Hình 2(c)), khơng có liên kết mẫu thí nghiệm truyền tải trọng Sau đó, gia tải cho mẫu đến 30% fc khoảng 5-6 lần để mẫu ổn định chuyển vị khử biến dạng dư Tiến hành gia tải cho mẫu đến khoảng 10% fc , dừng lại đợi giá trị đồng hồ ổn định đọc số liệu L1I , L1II Tiếp tục gia tải mẫu đến khoảng 30% fc , đợi ổn định đọc số liệu đồng hồ L2I , L2II Trị số biến dạng phục hồi mẫu đồng hồ là: LI = L2I − L1I đồng hồ là: LII = L2II − L1II Trị số biến dạng phục hồi trung bình mẫu vật liệu L = (LI + LII )/2 So với TCVN 9843:2013 [17], phương pháp thí nghiệm đo biến dạng trực thân mẫu tránh sai số q trình thí nghiệm Sử dụng máy nén có khả nén 50 để ép mẫu gia tải cho mẫu thiết đặt cách tự động 1mm/phút Ngoài ra, chuyển vị đồng hồ đo đọc thời điểm áp lực nén tăng dần 10% fc 30% fc Do hạn chế sai số so với trường hợp gia tải đọc số liệu 30% fn dở tải hoàn toàn tiếp tục đọc số liệu TCVN 9843:2013 [17] Mô đun đàn hồi Edh (MPa) xác định theo công thức (4) (CT 4) Edh = pH 4∆PH = L πD2 L (4) TạpKhoa chí Khoa học Cơng Xây dựng, NUCE p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Tạp chí học Cơng nghệ nghệ Xây dựng, NUCE 2018 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 p áp lực nén lên mặt mẫu (MPa); ∆P tải trọng nén mẫu từ 10% fc đến 30% fc (N); H 190 co ngót; phủ bề mặt củađặt mẫu lớpchuyển silicon nước baytheo hơikính theo 190cao đo cođongót; phủ bề mặt mẫu lớp để nước bề bề chiều mẫu tính từ đáy mẫu đếncủa vị trí đồng hồ1silicon đo vịcho (mm); Dbay đường mẫu (mm) 191 mặt bên mẫu Đặt mẫu vào buồng khí hậu (Hình 3) thiết bị thiết đặt 191 mặt bên mẫu Đặt mẫu vào buồng khí hậu (Hình 3) thiết bị thiết đặt L biến dạng phục hồi (đàn hồi) mẫu (mm) o nhiệt độ≥ẩm95% ≥ 95% Sự thay đổi chiều dài mẫu ghicho lại đến cho 21 đến 21 192 192 nhiệt độ 25độ C25 vàoCđộvàẩm Sự thay đổi chiều dài mẫu đượcđược ghi lại e Thí nghiệm co ngót khô 193 193 ngàyngày tuổi tuổi (a) (a) (b) (b) (a)nghiệm nghiệm Thí xác định co ngót 194 194 HìnhHình Thí xác định co ngót khơ khơ (b) Kết thí nghiệm bàn 195 195 Kết thí nghiệm bàn luậnluận Hình Thí nghiệm xác định co ngót khơ 3.1 Tương trọng-độ 196 196 3.1 Tương quanquan dungdung trọng-độ ẩm: ẩm: Thí nghiệm co 4ngót khơ mớiảnh chỉhưởng thựchàm trêncốt cấp gia cố dung khơng có khơ cốt lớn liệu cao su thể lượng liệuphối caođến su dung đến 197 197 HìnhHình thể4hiện ảnh hưởng hàm lượng cốt liệu cao su trọngtrọng khô lớn (0CS) loại có sử dụng 25% cốtcủa liệuCPĐD-cao cao su (25CS) Mẫu thí nghiệm co ngót khơ (15CPĐD cm × 30 cm) độtốt ẩmnhất tốt sucố giaxicố xi măng phần 198 198 độvàẩm CPĐD-cao su gia măng ViệcViệc thay thay phần CPĐD cỡ sàng 0,425-9,5 cốt cao liệu su caotheo su theo thể tích 199 199 trongtrong phạmphạm vi cỡvisàng 0,425-9,5 mm mm bằngbằng cốt liệu phầnphần trămtrăm thể tích ảnh ảnh 72 hưởng lớn thành đến thành phối cấp phối Cóthấy thể thấy hàm lượng caocàng su 200 200 hưởng lớn đến phầnphần cấp Có thể rằng,rằng, hàm lượng cao su dung tương độ tăng lượng cốt liệu caovàsu 201 201 tăng tăng dung trọngtrọng càngcàng giảm,giảm, tương quanquan giữa độ tăng hàm hàm lượng cốt liệu cao su độ giảm gần (Hình nàythể có giải thể giải khối 202 202 độ giảm dungdung trọngtrọng gần tuyếntuyến tính tính (Hình 4a) 4a) ĐiềuĐiều có thíchthích khối 203 lượng riêng cốt liệu cao su nhỏ so với đá đăm Ngồi ra, tính đàn hồi cao Phương, P N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng chế bị phương pháp nén mẫu Trên sở có dung trọng khơ lớn nhất, thể tích khn, tính tốn khối lượng cấp phối phù hợp để đúc mẫu Mẫu nén lớp, sau nén xong lớp thứ (dày 15 cm), xới bề mặt cho vật liệu vào tiếp tục nén đến đạn chiều cao mẫu Sau đó, thực bảo dưỡng ẩm mẫu vòng 24h Tiếp theo, tiến hành tháo khn, cho mẫu vào dụng cụ thí nghiệm đo co ngót; phủ bề mặt mẫu lớp silicon nước bay theo bề mặt bên mẫu Đặt mẫu vào buồng khí hậu (Hình 3) thiết bị thiết đặt nhiệt độ 25 °C độ ẩm ≥ 95% Sự thay đổi chiều dài mẫu ghi lại 21 ngày tuổi Kết thí nghiệm bàn luận 3.1 Tương quan dung trọng-độ ẩm Hình thể ảnh hưởng hàm lượng cốt liệu cao su đến dung trọng khô lớn độ ẩm tốt CPĐD-cao su gia cố xi măng Việc thay phần CPĐD phạm vi cỡ sàng 0,425-9,5 mm cốt liệu cao su theo phần trăm thể tích ảnh hưởng lớn đến thành phần cấp phối Có thể thấy rằng, hàm lượng cao su tăng dung trọng giảm, tương quan độ tăng hàm lượng cốt liệu cao su độ giảm dung trọng gần tuyến tính (Hình 4(a)) Điều giải thích khối lượng riêng cốt liệu cao su nhỏ so với đá dăm Ngồi ra, tính đàn hồi cao su phần đến khả đầm nén cấp phối, đặc biệt hàm lượng cốt liệu cao su Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 chí Khoa Cơng Bên nghệ Xây dựng, NUCE p-ISSN 2615-9058; 2734-9489 thay tăng từTạp25% đếnhọc 50% cạnh đó, khả2018 dính bám hồe-ISSN xi măng với cao su khơng tốt, 218 phối cốt có liệuxu cao su vớirỗng hàm lượng lớntăng cóhàm nhiềulượng lỗ rỗngcốt cấp phối nước nằm làm cho218 cấp hướng liệu cao su cốt liệu cao su với hàm lượng lớn có nhiều lỗ rỗng cấp phối nước nằm 2,32,3 = -0,1205x + 2,4041 y =y-0,1205x + 2,4041 = 0,9319 R² =R²0,9319 2,22,2 2,12,1 2,02,0 7,5 7,5 1,91,9 7,0 7,0 6,5 6,5 6,0 6,0 y = 0,2992x + 5,8239 y = 0,2992x + 5,8239 = 0,8904 R² = R² 0,8904 5,5 5,5 1,81,8 (a) Độ ẩm tốt (%) 2,42,4 Độ ẩm tốt (%) Dung trọng khô lớn (g/cm3) Dung trọng khô lớn (g/cm3) 219 trong này, độ ẩm tốt 219 cáccác khekhe hở hở này, dẫndẫn đếnđến độ ẩm tốt tăng.tăng 0 10 10 25 25 50 50 Hàm lượng caocao su (%) Hàm lượng su (%) (b) (a) 0 10 10 25 25 50 50 Hàm lượng Hàm lượng caocao su su (%)(%) (b) 220 4 Ảnh hưởng củacủa hàm lượng cốt cốt liệuliệu cao cao su đến dungdung trọngtrọng khô khô lớn (a) và(a) 220 Hình Hình Ảnh hưởng hàm lượng su đến lớn 221 ẩmẩm tốttốt (b)(b) củacủa CPĐD-cao su gia cố xi 221 độđộ CPĐD-cao su gia cốmăng xi măng Hình Ảnh hưởng hàm lượng cốt liệu cao su đến dung trọng khô lớn (a) su gia cố xi măng 222 Cường độ độ chịu vàtốt cường độ chẻ: độnén ẩm (b)ép 222 3.2 3.2 Cường chịu nén vànhất cường độcủa ép CPĐD-cao chẻ: 223 223 Hình 5a 5a thểthể sự suysuy giảm cường độ chịu nén nén sử cốt liệu Hình giảm cường độ chịu khidụng sử dụng cốt cao liệu su caothay su thay 232 232 233 233 234 234 235 235 236 236 tăng hàm lượng cốt liệu cao su, giảm từ 0,74 MPa (0CS) đến 0,16 MPa (50CS) Các tăng hàm lượng cốt liệu cao su, giảm từ 0,74 MPa (0CS) đến 0,16 MPa (50CS) Các nguyên nhân suy giảm cường độ chịu kéo giải thích tương tự cường độ nguyên nhân suy giảm cường độ chịu kéo giải thích tương tự cường độ chịu nén, lực dính giữa73 cốt liệu cao su vùng hỗn hợp gia cố chịu nén, lực dính cốt liệu cao su vùng hỗn hợp gia cố yếu tố ảnh hưởng nhiều đến cường độ ép chẻ CPĐD-cao su gia cố xi măng yếu tố ảnh hưởng nhiều đến cường độ ép chẻ CPĐD-cao su gia cố xi măng Trong khithế dung trọng lớn giảm độmăng tốt su gia 224 phần đákhô dăm CPĐD gia gia cố xi Cường độcủa chịu nén lớn giảm từ cốtừxi măng tăng 224 phần đá dăm CPĐD cố xiẩm măng Cường độ CPĐD-cao chịu nénnhất lớn giảm 6,51 MPa cấp phối đối chứng (0CS) đến 4,45 MPa (10CS), 2,73 MPa (25CS) lên 225 hàm lượng cốt liệu cao su tăng (Hình 4(b)) Độ ẩm tốt tăng từ 6% cấp phối đối 225 6,51 MPa cấp phối đối chứng (0CS) đến 4,45 MPa (10CS), 2,73 MPa (25CS) 226 1,58 MPa (50CS) Sự suy giảm cường độ chịu nén giải thích sau: (i) độ chứng (khơng có cao su) đến 6,62% (10CS), 6,67% (25CS) 7% (50CS) Cốt liệu cao 226 1,58 MPa (50CS) Sự suy giảm cường độ chịu nén giải thích sau: (i) độsu vật liệu 227 cứng củacủa cốtcốt liệu cao sukhí thấp hơnbề nhiều socốt với CPĐD; (ii) cốt liệu thấm nước có hiệu ứng hút lên mặt cao su lực tiếpdính xúckém vớigiữa nước 227 [1], cứng liệu cao su thấp nhiều soliệu với CPĐD; (ii) dính lực cốt[12] liệu Do vậy, 228 cao su với vùng hồ xi măng gia cố khác xung quanh; (iii) ảnh hưởng công tác đầm nén bề mặt cao su có cốt liệu cao cao su cầngia lượng nước nhiều đảm bảocông xung 228 su với cấp vùngphối hồ xithì măng cố khác xung quanh; (iii)đểảnh hưởng tácquanh đầm nén 229 đặc biệt hàm lượng cốt liệu cao su cao, cấp phối bị đàn hồi dẫn đến hỗn hợp khó đạt 229giảm đặcma biệtsát khicủa hàmcốt lượng cốtcao liệu su caovới su cao, phốiphần bị đànkhác, hồi dẫn đến hỗn hỗn hợp đủ ẩm, làm liệu cáccấp thành giúp hợpkhó dễđạt lèn chặt 230 độ chặt cấp phối gia cố khơng có cốt liệu cao su đượccao độ chặt cấpđàn phốihồi gia cố cốt liệu caodẫn su đến CPĐD-cao su gia cố khó Mặt khác,230 cốt liệu su có tính (độkhơng cứngcóthấp) [19], tự cường độ chịu cốt nén,liệu cường độsu ép tăng chẻ (Hình 5b) giảm nhanh đầm nén231231 chặt, đặcTương biệt lượng cao nữa, dính cốtkhi liệu cao su Tương tựhàm cường độ chịu nén, cường độ ép chẻHơn (Hình 5b)lực giảm nhanh Phương, P N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng hồ xi măng [13] Do đó, CPĐD gia cố xi măng sử dụng cốt liệu cao su với hàm lượng lớn có nhiều lỗ rỗng cấp phối nước nằm khe hở này, dẫn đến độ ẩm tốt tăng 3.2 Cường độ chịu nén cường độ ép chẻ Hình 5(a) thể suy giảm cường độ chịu nén sử dụng cốt liệu cao su thay phần đá dăm CPĐD gia cố xi măng Cường độ chịu nén lớn giảm từ 6,51 MPa cấp phối đối chứng (0CS) đến 4,45 MPa (10CS), 2,73 MPa (25CS) 1,58 MPa (50CS) Sự suy giảm cường độ chịu nén giải thích sau: (i) độ cứng cốt liệu cao su thấp nhiều so với CPĐD; (ii) lực dính cốt liệu cao su với vùng hồ xi măng gia cố khác xung quanh; (iii) ảnh hưởng công tác đầm nén đặc biệt hàm lượng cốt liệu cao su cao, cấp phối bị đàn hồi dẫn đến hỗn hợp khó đạt độ chặt cấp phối gia cố khơng có cốt liệu cao su TạpKhoa chí Khoa học Cơng Xây dựng, NUCE p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Tạp chí học Cơng nghệ nghệ Xây dựng, NUCE 2018 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 6,0 6,0 5,0 5,0 4,0 4,0 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 (a) 0 10 10 25 25 50 50 (b) lượng su (%) HàmHàm lượng cao cao su (%) 0,8 0,8 0,7 0,7 Cường độ ép chẻ (MPa) 7,0 7,0 Cường độ ép chẻ (MPa) Cường độ chịu nén (MPa) Cường độ chịu nén (MPa) 8,0 8,0 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0,0 0,0 0 10 10 25 25 50 Hàm lượng Hàm lượng cao sucao (%)su (%) 50 (a) Ảnh hưởng hàm lượng cốt cao liệu su caođến su cường đến cường độ(b)chịu nénvà(a)cường cường 237 237HìnhHình Ảnh hưởng hàm lượng cốt liệu độ chịu nén (a) ép (b) chẻcủa (b) CPĐD-cao CPĐD-cao sucố giaxicố xi măng 238 238độ épđộchẻ su gia măng 239 239 Hình Ảnh hưởng hàm lượng cốt liệu cao su đến cường độ chịu nén (a) cường độ ép chẻ (b) CPĐD-cao su gia cố xi măng kếcấu kết áo cấuđường áo đường 22TCN 211:2006 đối chiếu TCVN 240 240 Khi Khi thiếtthiết kế kết theo theo 22TCN 211:2006 [20],[20], đối chiếu với với TCVN 241 8859:2011 [10], cường độ nén 14 ngày tuổi 0CS 10CS lớn MPa 241 tự 8859:2011 [10], cường nén 14 tuổi(Hình 0CS 10CS nhanh MPa thỏa Tương cường độ chịu nén,độcường độngày ép chẻ 5(b)) cũnglớn giảm thỏa tăng hàm lượng 242mãn cường độ cầu yêuMPa cầu lớp cho lớp móng tầng mặttông bê tông nhựa bê tông xi măng 242cao cường độ cho móng tầng mặt (50CS) bê nhựa nguyên bêvàtông xinhân măng liệu su,mãn giảm từyêu 0,74 (0CS) đến 0,16 MPa Các suy giảm cường cốt 243của cao tốc,thích đường I, II vànhư móng trường hợp khác (chỉ yêu 243kéo cao tốc, đường cấptương I,cấp II móng hợp khác (chỉđó yêu độ chịu cóđường thểđường giải tự cường độ trường chịu nén, cócầu thểcầulực dính 244 cường độ chịu nén ≥ MPa) Các cấp phối nhiều cốt liệu cao su (25CS 50CS) 244 cường độ chịu nén ≥ MPa) Các cấp phối nhiều cốt liệu cao su (25CS 50CS) cốt liệu cao su vùng hỗn hợp gia cố yếu tố ảnh hưởng nhiều đến cường độ ép chẻ có cường độ lớn 1,5 MPa phù hợp với móng trường Đối với 245 245có cường 1,5 MPa phù hợp với móng dướidưới trongtrong mọi trường hợp hợp Đối với CPĐD-cao su gia cốđộxilớn măng cường ép ởchẻ 14 ngày cấp phối có cường độhơn lớn 0,35 0,35 đạt yêu 246 246cường độ épđộchẻ 14ởngày tuổi,tuổi, cấp phối 10CS10CS có cường độ lớn MPa,MPa, đạt yêu Khi thiết kế kết cấu áo đường theo 22TCN 211:2006 [20], đối chiếu với TCVN 8859:2011 [10], cầu lớp cho móng lớp móng đường mặt đường cấp A1, cao A2 A1, Tuy A2 Tuy nhiên, tiêu chuẩn 22TCN 247 247cầu cho trên mặt cấp cao nhiên, tiêu chuẩn 22TCN cường độ nén 14 ngày tuổi 0CS 10CS lớn MPa thỏa mãn cường độ yêu cầu cho lớp 274:2001 không đề đến cập cường đến cường ép yêu chẻ cầu yêu cầu CPĐD CPĐD giaxicốmăng, xi măng, 248 248274:2001 [21] [21] không đề cập độ épđộchẻ gia cố móng 249 trên249 tầng mặt bê cường tông nhựa bê tông xitrịmăng đường caogần tốc,gần đường cấp I, II móng cường độ chịu trị cường độ chịu chỉ yêu yêu cầu cầu độ chịu nén nén (giá (giá cường độ chịu nén nén giốnggiống như trường hợp khác (chỉ yêuvậy, cầuchỉ cường độvề chịu nén ≥độ3 chịu MPa) Các cấp phối nhiều cốt liệu 22TCN211:2006 Do cầu yêu cầu cường néncấp thìphối cấp phối 0CS, 250 25022TCN211:2006 [20]).[20]) Do vậy, yêu cường độ chịu nén 0CS, cao su251 hơn251(25CS 50CS) có cường độ lớn 1,5 MPa phù hợp với móng yêu làm cầu làm lớp móng cho mặt tất chocảtấtcác cấp cấp trường 10CS10CS thỏa thỏa mãn mãn yêu cầu lớp móng trên cho loại loại tầng tầng mặt cho hợp Đối vớiđường cường độ ép phối chẻ 1450CS ngày tuổi, 10CS có móng cường độ lớn 0,35 MPa, đạt đường phối cấp 50CS thỏa mãn yêu làm cầu làmmóng lớp 252 252 cấp 25CS25CS thỏa mãncấp yêu phối cầu lớp dưới.dưới yêu cầu cho lớp móng mặt đường cấp cao A1, A2 Tuy nhiên, tiêu chuẩn 22TCN 274:2001 3.3 đun Mô đàn đun hồi: đàn hồi: 253 2533.3 Mô [21] không đề cập đến cường độ ép chẻ yêu cầu CPĐD gia cố xi măng, yêu cầu cường độ Kết thí củanghiệm thí nghiệm mơ đàn đun hồi đànthể hồihiện thể Hình cho thấy lượng 254 254 mơ đun Hình cho6 thấy hàm hàm cốt cốt chịu nén (giá trị Kết cường độ chịu nén gần giống 22TCN211:2006 [20]) Dolượng vậy, yêu cầu caotrong su CPĐD giaxicốmăng xi măng thìđun mơ đàn đun hồi đàncàng hồi 255 255liệu liệu cao su CPĐD gia cố càngcàng tăng tăng mơ giảm.giảm Đặc Đặc cường độ chịu nén cấp phối 0CS, 10CS thỏa mãn yêu cầu làm lớp móng cho loại tầng khidụng sử dụng 50% cốt liệu caothìsumơ đun mơ giảm đun giảm đến MPa 993 MPa 381 256 256biệt,biệt, sử 25%25% 50% cốt liệu cao su đến 993 381 mặt cho tất cấp đường cấp phối 25CS 50CS thỏa mãn yêu cầu làm lớp móng 257 258 259 260 261 giảmgiảm khoảng 88,5 88,5 % và%95,6 % so%với đối chứng (không sử dụng cốt liệu 257MPa,MPa, khoảng 95,6 socấp vớiphối cấp phối đối chứng (không sử dụng cốt liệu Cốt liệu cao su trongtrong CPĐĐ gia cố 258cao su) cao su) Cốt liệu caolàsuvậtlàliệu vật đàn liệu hồi, đàn hồi, sử khidụng sử dụng CPĐĐ giaxicố xi làm mềmmềm hóa cấp gia cố su gia măng trởsẽnên 259măng măng làm hóa phối cấp phối giavàcốCPĐD-cao CPĐD-cao sucố giaxicố xi măng trở đàn nên đàn Đây Đây tính chất chất phầnphần thể khả chịu chịu đượcđược biến biến dạngdạng cao 260hồi hồi tính nàohiện thể khả cao 74 chống nứt gia cố măng có sửcódụng cốt liệu 261khả khả chống nứt CPĐD CPĐD giaxicố xi măng sử dụng cốt cao liệu su cao su Phương, P N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 3.3 Mô đun đàn hồi p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734- Mơ đun đàn hồi (MPa) 10000 Kết thí nghiệm mơ đun đàn hồi thể Hình cho thấy hàm lượng cốt liệu cao 8000 su CPĐD gia cố xi măng tăng mơ đun đàn hồi giảm Đặc biệt, sử dụng 25% 6000 50% cốt liệu cao su mơ đun giảm đến 993 MPa 381 MPa, giảm khoảng 88,5% 95,6% 4000 so với cấp phối đối chứng (không sử dụng cốt liệu cao su) Cốt liệu cao su vật liệu đàn hồi, 2000 sử dụng CPĐĐ gia cố xi măng làm mềm hóa cấp phối gia cố CPĐD-cao su gia cố xi măng trở nên đàn hồi Đây tính chất 10 25 50 phần thể khả chịu biến Hàm lượng cao su (%) dạng cao khả chống nứt 262CPĐD gia cố Hình Ảnhlượng hưởng suhồi đếnCPĐD-cao mơ xi măng có sử dụng cốt liệu cao su 263 Hình Ảnh hưởng của6.hàm cao suhàm đến lượng mơ đuncao đàn su gia đun đàn hồi CPĐD-cao su gia cố xi măng Để đánh giá phù hợp, cần 264 so sánh kết măng thí nghiệm với số mơ hình ước tính mơ đun 265 hồi có Hiện có mơ hình ước lượng mơ đun đàn hồi phù hợp cho vật liệu CPĐD gia cố xi măng: Để đánh phù hợp,(6)), cần mô so sánh thí nghiệm với số mơ hình Mơ hình Lim [22] (cơng thức (5)),266 mơ hình Balo [23]giá(cơng thức hìnhkếtMolenaar [24] (cơng 267 tính mơ đun hồi có Hiện có mơ hình ước lượng mô đun đàn hồi phù hợ thức (7)) mô hình từ phương pháp thiết kế mặt đường theo hướng học thực nghiệm (MEPDG) 268 nhưvật liệu CPĐD gia cố xi măng: Mơ hình Lim [22] (CT 5), mơ hình Balo [23] (C (cơng thức (8)) Chi tiết mơ hình sau: 269 mơ hình Molenaar [24] (CT 7) mơ hình từ phương pháp thiết kế mặt đường - Mơ hình Lim [22]: 270 hướng học1,5 thực nghiệm (MEPDG) (CT 8) Chi tiết mơ hình E = 4,38γ fc0,75 (5)như sau: - Mơ hình Balo [18]: 271 272E - Mơ hình Molenaar [19]: 273 274 - Mơ hình Lim [22]: = −5133 + 2549 fc − 61 fc2 E = 4,38.g 1.5 f c0.75 (6) - Mơ hình Balo [18]: E = 1284 fc E = -5133 + 2549 f c - 61.f c2 (7) - Mơ hình từ phương pháp MEPDG [25]: 275 276 - Mơ hình Molenaar [19]: E = 57000 fc0,5 E = 1284 fc (8) E fc mô đun277 đàn hồi và- Mô cường nénpháp (đơnMEPDG vị MPa[25]: mơ hình Balo hìnhđộ từ chịu phương mơ hình Molenaar; đơn vị psi mơ hình Lim mơ hình từ phương pháp MEPDG) γ dung E = 57000 f c0.5 278 trọng khô (pcf) E mô đàn hồi cường độ chịu nénsu (đơn Từ kết tính tốn Bảng 279 cho thấy,đóđối vớifc lần cấplượt phối đốiđun chứng (không sử dụng cao – vị MPa tron 280 hình Balo mơ hình Molenaar; đơn vị psi mơ hình Lim 0CS), thí nghiệm cho kết tiệm cận với kết từ mô hình Balo, mơ hình Lim mơ hìnhmơ hình từ ph pháp MEPDG) dung trọngthí khơ (pcf) mơ hình cịn Molenaar Kết từ mơ hình của281 MEPDG thấp soɤvới kết nghiệm lại Với cấp phối 10CS, kết thí282 nghiệm thấp so với kết tính tốn từ mơ hình Balo, mơ hình Lim mơ hình Molenaaar.283 Tuy nhiên, điều đáng lưu ý hàm lượng cao su tăng lên, thí 284 nghiệm cho kết mơ đun đàn hồi thấp so với mơ hình dự báo, đặc biệt mơ hình Lim mơ hình Molenaar Cốt liệu cao su vật liệu có độ cứng thấp có tính đàn hồi, dẫn đến CPĐD-cao su gia cố xi măng có khả chịu biến dạng cao so với cấp phối gia10cố thông thường Các mơ hình dự báo có (chủ yếu áp dụng cho vật liệu có độ cứng lớn) khơng phù hợp với CPĐD gia cố sử dụng nhiều cốt liệu cao su Do vậy, phương pháp thí nghiệm mơ đun đàn hồi đề xuất (có hiệu chỉnh so với TCVN 9843:2013 [17]) phù hợp 75 Phương, P N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Bảng Đối sánh kết thí nghiệm mơ đun đàn hồi với số mơ hình ước lượng Cấp phối 0CS 10CS 25CS 50CS Mô đun đàn hồi E (MPa) từ mơ hình γ fc (MPa) (g/cm ) Theo thí nghiệm Balo [23] Lim [22] Molenaar [24] MEPDG [25] 6,51 4,45 2,73 1,58 2,257 2,177 2,096 1,882 8610 4272 993 381 314 8867 8597 8118 5002 6126 5554 1379 4015 3411 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 2268 1976 3.4 Co ngót khơ: 1002 829 650 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 495 Ghi chú: fc (50CS) < 2,12 MPa nên 315 áp dụng mơ hình Hình thểBalo khác mức độ co ngót khơ CPĐD gia cố xi măng đối 316 chứng (loại khơng có cốt liệu cao su) cấp phối 25CS sử dụng 25% cốt liệu cao su 317 thời gian 21 ngày bảo dưỡng Ở giai đoạn 18 ngày mức độ co ngót Tuy nhiên, kết thí nghiệm mơ đun318đàncủa hồicấpcũng nhưít giá trịcấptừphối các0CS mơ hình báo cấp phối phối 25CS so Thời gian dự lại củalớn thí nghiệm, 319 25CS có độ co ngót lớn Theo kết thí nghiệm đầm nén tiêu nhiều so với trị số mô đun đàn hồi tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường mềm theo tiêuchuẩn, lượng 320 hướng nước phốilớp sử dụng cốt liệu caomăng so với phối đối chuẩn hành 22TCN211:2006 [20] Theo dẫncấpcho móng giacaocốsuxi củacấpHiệp hộichứng (0CS) 321 Do đó, thời gian nước bay 25CS lâu so với 0CS, làm giảm mức độ co xi măng Portland (PCA-Portland Cement Association) [26], giá trị mô đun đàn hồi vật liệu gia 322 ngót khơ 25CS Ngồi ra, cốt liệu cao su khơng thấm nước nên ngăn cản cố xi măng cao (4100-6900 MPa).323 Trong đó, đun CPĐD giadocố măng thốtkhi ẩm bênmơ ngồi, giúpđàn giảmhồi đángcủa kể đến co ngót mấtxi nước cấp phối gia 324 cố có MPa sử dụngGiá cao su nhiên,khảo cấp phối giacũng cố sử dụng su có độ rỗng lớn theo 22TCN211:2006 [20] nằm phạm vi 600-800 trịTuy tham khácao tương đồng cốt liệu cao su phần vữa gia cố, khả đầm nén khó theo kết từ mơ hình MEPDG Trong325thựclựctếdính khai thác, CPĐD gia cố xi măng thường phát sinh 326 chặt Do vậy, sau thời gian bảo dưỡng 18 ngày, lúc nước lỗ rỗng nhỏ đường nứt nên làm giảm khả phân327bố tải trọng vậythểkhi kế kết cấu lỗ rỗng Vì tinh gia thiết cố xi măng bay áo dẫn đường đến đếnthường co ngót cấp phối chọn giá trị mơ đun đàn hồi thấp CPĐD328gia cao cốsuxităng măng dùđộvậy, cầnphối cógiacác nghiên cứu mạnh Mặc Ngồi ra, co ngót cấp cố đối chứng có xu hướng giảm 329 dần sau 14 ngày Do vậy, kiến nghị thi cơng lớp mặt phải bảo dưỡng sâu để xem xét ảnh hưởng nứt đến suy giảm mô đun đàn hồi thực tế khai thác để có lớp mặt lựa chọn giá trị thiết kế cho phù hợp 330 đường CPĐD gia cố xi măng 14 ngày đầu để hạn chế co ngót khơ, dẫn đến nứt 331 co ngót CPĐD gia cố xi măng Sự giảm co ngót khơ CPĐD-cao su gia cố 332 xi măng giúp hạn chế khả nứt co ngót Do vậy, cần có nghiên cứu sâu để 3.4 Co ngót khơ 333 chứng minh tính kháng nứt CPĐD gia cố xi măng có sử dụng cốt liệu cao su Co ngót khơ (10-6) 450 Hình thể khác mức độ co ngót 25CS 400 khơ CPĐD gia cố xi măng đối chứng (loại 350 cốt liệu cao su) cấp phối 25CS sử 0CS 300 dụng 25% cốt liệu cao su thời gian 21 ngày 250 bảo dưỡng Ở giai đoạn 18 ngày mức 200 độ co ngót cấp phối 25CS so cấp phối 150 0CS Thời gian cịn lại thí nghiệm, cấp phối 100 25CS có độ co ngót lớn Theo kết thí 50 nghiệm đầm nén tiêu chuẩn, lượng nước cấp 0 10 12 14 16 18 20 22 phối sử dụng cốt liệu cao su cao so với cấp Thời gian (ngày) 334 bay phối đối chứng (0CS) Do đó, thời gian nước 335 25CS lâu so với 0CS, làm giảm mức Hình độ Socosánh mức co ngót củakhơng CPĐD sánh mức ngót kho củađộ CPĐD gia cố khô xi măng sử dụng cốt liệu độ co ngót khơ 25CS Ngồi ra, cốt liệu336 cao Hình su So gia cố xi măng không sử dụng cốt liệu cao su 337 cao su (0CS) loại sử dụng 25% cao su (25CS) không thấm nước nên ngăn cản ẩm (0CS) loại sử dụng 25% cao su (25CS) 338 bên ngoài, giúp giảm đáng kể đến co ngót nước cấp phối gia cố có sử dụng cao su Tuy nhiên, cấp phối gia cố sử dụng cao su có độ rỗng 12 lớn lực dính cốt liệu cao su phần vữa gia cố, khả đầm nén khó chặt Do vậy, sau thời gian bảo dưỡng 18 ngày, lúc nước lỗ rỗng nhỏ lỗ rỗng tinh thể gia cố xi măng bay dẫn đến đến co ngót cấp phối cao su tăng mạnh Ngồi ra, độ co ngót cấp phối gia cố đối chứng có xu hướng giảm dần sau 14 ngày Do vậy, kiến nghị thi cơng lớp mặt phải bảo dưỡng lớp mặt đường CPĐD gia cố xi măng 14 ngày đầu để 76 Phương, P N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng hạn chế co ngót khơ, dẫn đến nứt co ngót CPĐD gia cố xi măng Sự giảm co ngót khơ CPĐD-cao su gia cố xi măng giúp hạn chế khả nứt co ngót Do vậy, cần có nghiên cứu sâu để chứng minh tính kháng nứt CPĐD gia cố xi măng có sử dụng cốt liệu cao su Kết luận Bài báo trình bày kết thí nghiệm bước đầu khảo sát số tính chất lý CPĐD loại 1, Dmax = 25 gia cố xi măng (4%), có phần cốt liệu phạm vi cỡ sàng từ 0,425 mm đến 9,5 mm thay cốt liệu cao su kích thước 3-6 mm theo phần trăm thể tích Trên sở thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn, cường độ chịu nén, cường độ ép chẻ, mô đun đàn hồi, thí nghiệm co ngót, số kết luận tổng hợp sau: - Cốt liệu cao su làm giảm dung trọng khô lớn đồng thời tăng độ ẩm tốt CPĐD gia cố xi măng Các tính chất có quan hệ tuyến tính với hàm lượng cốt liệu cao su CPĐD gia cố xi măng - Cường độ chịu nén ép chẻ CPĐD gia cố xi măng giảm sử dụng cốt liệu cao su Tuy nhiên, cấp phối gia cố với 10% cốt liệu cao su thỏa mãn yêu cầu cường độ để làm lớp móng tất loại mặt đường - Phương pháp thí nghiệm mơ đun đàn hồi đề xuất (có điều chỉnh so với tiêu chuẩn TCVN 9843:2013 [17]) cho kết phù hợp với mơ hình dự đốn mơ đun đàn hồi CPĐD gia cố xi măng đối chứng (trừ mơ hình từ phương pháp thiết kế kết cấu mặt đường theo hướng học thực nghiệm MEPDG) Đối với CPĐD gia cố xi măng thông thường, giá trị mô đun đàn hồi cao nhiều so với giá trị tham khảo thiết kế kết cấu mặt đường tiêu chuẩn 22TCN211-06 [20] giá trị từ MEPDG Do đó, kiến nghị cần thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi CPĐD gia cố xi măng điều kiện thực tế (ảnh hưởng nứt co ngót, nhiệt độ, tải trọng lặp, ẩm, ) để có số liệu mơ đun đàn hồi hợp lý tin cậy thiết kế kết cấu áo đường - Mức độ co ngót khơ CPĐD-cao su gia cố xi măng nhỏ cấp phối đối chứng thời gian đầu bảo dưỡng (14 ngày) Điều cho thấy khả hạn chế co ngót CPĐD gia cố xi măng có sử dụng cốt liệu cao su, góp phần hạn chế nứt co ngót móng đường CPĐD gia cố xi măng Lời cảm ơn Bài báo tài trợ Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng với đề tài có mã số: T2021-02-13 Tài liệu tham khảo [1] Pham, P N., Zhuge, Y., Turatsinze, A., Toumi, A., Siddique, R (2019) Application of rubberized cementbased composites in pavements: Suitability and considerations Construction and Building Materials, 223: 1182–1195 [2] ASTM D1633-17 (2017) Standard Test Methods for Compressive Strength of Molded Soil-Cement Cylinders ASTM Int West Conshohocken, PA 84:1-6 [3] Khatib, Z K., Bayomy, F M (1999) Rubberized Portland Cement Concrete Journal of Materials in Civil Engineering, 11(3):206–213 [4] Farhan, A H., Dawson, A R., Thom, N H (2016) Characterization of rubberized cement bound aggregate mixtures using indirect tensile testing and fractal analysis Construction and Building Materials, 105:94–102 77 Phương, P N., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng [5] Farhan, A H., Dawson, A R., Thom, N H., Adam, S., Smith, M J (2015) Flexural characteristics of rubberized cement-stabilized crushed aggregate for pavement structure Materials & Design, 88:897–905 [6] Guo, H M., Zhu, H., Zhou, Y (2012) The Applied Research of Waste Crumb Rubber in Road Base Applied Mechanics and Materials, 253-255:317–321 [7] Yadav, J S., Tiwari, S K (2017) A study on the potential utilization of crumb rubber in cement treated soft clay Journal of Building Engineering, 9:177–191 [8] Sun, X., Wu, S., Yang, J., Yang, R (2020) Mechanical properties and crack resistance of crumb rubber modified cement-stabilized macadam Construction and Building Materials, 259:119708 [9] Zheng, Y., Zhang, P., Cai, Y., Jin, Z., Moshtagh, E (2019) Cracking resistance and mechanical properties of basalt fibers reinforced cement-stabilized macadam Composites Part B: Engineering, 165:312–334 [10] TCVN 8858:2011 Móng cấp phối đá dăm cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng kết cấu áo đường ô tô - thi công nghiệm thu [11] TCVN 6260:2009 Xi măng hỗn hợp - yêu cầu kỹ thuật [12] Pham, N.-P., Toumi, A., Turatsinze, A (2019) Effect of an enhanced rubber-cement matrix interface on freeze-thaw resistance of the cement-based composite Construction and Building Materials, 207: 528–534 [13] Pham, N.-P., Toumi, A., Turatsinze, A (2018) Rubber aggregate-cement matrix bond enhancement: Microstructural analysis, effect on transfer properties and on mechanical behaviours of the composite Cement and Concrete Composites, 94:1–12 [14] Pham, N.-P., Toumi, A., Turatsinze, A (2019) Evaluating damage of rubberized cement-based composites under aggressive environments Construction and Building Materials, 217:234–241 [15] 22TCN 333:2006 Quy trình đầm nén đất, đá dăm phịng thí nghiệm [16] ASTM C496/C496M-17 Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens ASTM Int West Conshohocken, PA i:5 [17] TCVN 9843:2013 Xác định mô đun đàn hồi vật liệu đá gia cố chất kết dính vơ phịng thí nghiệm [18] Hằng, N T T., Hà, M H., Tiếng, T V (2019) Nghiên cứu sử dụng xỉ thép-cát mịn gia cố xi măng làm lớp móng đường tơ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (KHCNXD) - HUCE, 13(5V):93–101 [19] Pham, N P., Toumi, A., Turatsinze, A (2017) Effect of Styrene-Butadiene Copolymer Coating on Properties of Rubberized Cement-Based Composites International Conference on Strain-Hardening CementBased Composites, Springer Netherlands, 342–350 [20] 22TCN 211:2006 Áo đường mềm - Các yêu cầu thiết kế [21] 22TCN 274:2001 Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế mặt đường mềm [22] Lim, S., Zollinger, D G (2003) Estimation of the Compressive Strength and Modulus of Elasticity of Cement-Treated Aggregate Base Materials Transportation Research Record, 1837(1):30–38 [23] Xuan, D X., Houben, L J M., Molenaar, A A A., Shui, Z H (2012) Mechanical properties of cementtreated aggregate material – A review Materials & Design, 33:496–502 [24] Molenaar, A A A (2005) Road materials-part I: cohesive and non-cohesive soils and unbound granular material for bases and sub-bases in roads (lecture CT4850) Delft University of Technology, The Netherlands [25] AASHTO (2020) Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide - A Manual of Practice [26] Halsted, G E., Luhr, D R., Adaska, W S (2006) Guide to cement-treated base (CTB) Portland Cement Association (PCA) - Report No EB236 78 ... dụng CPĐĐ giaxicố xi làm mềmmềm hóa cấp gia cố su gia măng trởsẽnên 25 9măng măng làm hóa phối cấp phối giavàcốCPĐD -cao CPĐD -cao sucố giaxicố xi măng trở đàn nên đàn Đây Đây tính chất chất phầnphần... (không sử dụng cốt liệu cao su) Cốt liệu cao su vật liệu đàn hồi, 2000 sử dụng CPĐĐ gia cố xi măng làm mềm hóa cấp phối gia cố CPĐD -cao su gia cố xi măng trở nên đàn hồi Đây tính chất 10 25 50... CPĐD -cao CPĐD -cao sucố giaxicố xi măng 238 238độ épđộchẻ su gia măng 239 239 Hình Ảnh hưởng hàm lượng cốt liệu cao su đến cường độ chịu nén (a) cường độ ép chẻ (b) CPĐD -cao su gia cố xi măng